煤矿采空区失稳灾害链式效应与链式类型研究 论文

煤矿采空区失稳灾害，特别是大面积房柱式采空区失稳诱发的矿震或冲击气浪灾害，一直缺乏有效的预测预防和控制方法。为了深入研究这些灾害的发生机理，并最终实现有效的预测和控制，我们可以从多个角度入手。基于煤矿采空区失稳灾害的主要影响因素分析，引入灾变链式理论，可以帮助研究煤矿采空区失稳灾害中的致灾环境、致灾因素、作用方式以及承灾体四个关键要素之间的关系，从而构建出煤矿采空区失稳灾害的链式效应结构模型和数学理论模型。

在研究中，发现煤矿采空区失稳的基本失稳模式和链式类型主要包括六种，即单一煤柱采空区失稳链、构造影响下采空区失稳链、含水采空区失稳链、开采扰动影响下采空区失稳链、静载影响下采空区失稳链和动载影响下采空区失稳链。每种灾害链的发生模式各有异同，但都可以通过对致灾环境、致灾因素、作用方式与承灾体之间关系的分析得到详细解释。针对采空区的静载和动载影响，可以参考采空区失稳过程中冲击气浪灾害的动力响应特性，该研究详细探讨了动载情况下采空区失稳的过程及其对冲击气浪灾害的作用机制。

案例分析表明，煤矿采空区失稳灾害大都可以归类为上述六种类型中的某一种。相邻采空区关键层失稳诱发矿震机理研究提供了一个典型案例，展示了相邻采空区在特殊地质条件下如何导致矿震的发生。类似地，采空区覆岩失稳引发冲击性灾害机理的研究也表明，在不同覆岩条件下，采空区的失稳可以触发冲击性灾害，并进一步影响矿区安全。